风力发电的工作原理与结构（风力发电机组的结构及其工作原理）

风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义的说，它是一种以太阳微热源，以大气为工作介质的热能利用发电机。风力发电机利用的是自然能源，相对柴油发电要好得多。但若应急来用的话还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。

　一、风力发电机的基本结构

　　风力发电机组是由风轮、传动系统、偏航系统、液压系统、制动系统、发电机、控制与安全系统、机舱、塔架和基础等组成。

　　各主要组成部分功能简述如下：

　　（1）叶片 叶片是吸收风能的单元，用于将空气的动能转换为叶轮转动的机械能。

　　（2）变浆系统 变浆系统通过改变叶片的桨距角，使叶片在不同风速时处于最佳的吸收风能的状态，当风速超过切出风速时，使叶片顺桨刹车。

　　（3）齿轮箱 齿轮箱是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，并使其得到相应的转速。

　　（4）发电机 发电机是将叶轮转动的机械动能转换为电能的部件。转子与变频器连接，可向转子回路提供可调频率的电压，(金属加工真不错)输出转速可以在同步转速±30%范围内调节。

　　（5）偏航系统 偏航系统采用主动对风齿轮驱动形式，与控制系统相配合，使叶轮始终处于迎风状态，充分利用风能，提高发电效率。同时提供必要的锁紧力矩，以保障机组安全运行。

　　（6）轮毂系统 轮毂的作用是将叶片固定在一起，并且承受叶片上传递的各种载荷，然后传递到发电机转动轴上。轮毂结构是3个放射形喇叭口拟合在一起的。

　　（7）底座总成 底座总成主要有底座、下平台总成、内平台总成、机舱梯子等组成。通过偏航轴承与塔架相连，并通过偏航系统带动机舱总成、发电机总成、变浆系统总成。

　　二、风力发电机的工作原理

　　简单来说，风力发电机的工作原理是通过风力推动叶轮旋转，再通过传动系统增速来达到发电机的转速后来驱动发电机发电，(金属加工真不错)有效的将风能转化成电能。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。

　　大型与电网接驳的风力发电机的最常见的结构是横轴式三叶片风轮，并安装在直立管状塔杆上风轮叶片由复合材料制造。不像小型风力发电机，大型风电机的风轮转动相当慢。比较简单的风力发电机是采用固定速度的。通常采用两个不同的速度-在弱风下用低速和在强风下用高速。这些定速风电机的感应式异步发电机能够直接发产生电网频率的交流电。

　　比较新型的设计一般是可变速的（比如V52-850千瓦风电机转速为每分钟14转到每分钟31.4转）。利用可变速操作，风轮的空气动力效率可以得到改善，从而提取更多的能量，而且在弱风情况下噪音更低。因此，变速的风电机设计比起定速风电机，越来越受欢迎。

　　机舱上安装的感测器探测风向，透过转向机械装置令机舱和风轮自动转向，面向来风，(金属加工真不错)风轮的旋转运动通过齿轮变速箱传送到机舱内的发电机（如果没有齿轮变速箱则直接传送到发电机）。

　　所有风力发电机的功率输出是随著风力而变的。强风下最常见的两种限制功率输出的方法（从而限制风轮所承受压力）是失速调节和斜角调节。使用失速调节的风电机，超过额定风速的强风会导致通过叶片的气流产生扰流，令风轮失速。当风力过强时，业片尾部制动装置会动作，令风轮€€车。使用斜角调节的风电机，每片叶片能够以纵向为轴而旋转，叶片角度随著风速不同而转变，从而改变风轮的空气动力性能。当风力过强时，叶片转动至迎气边缘面向来风，从而令风轮€€车。